JPH0427138A - 半導体装置の試験方法 - Google Patents
半導体装置の試験方法Info
- Publication number
- JPH0427138A JPH0427138A JP13120990A JP13120990A JPH0427138A JP H0427138 A JPH0427138 A JP H0427138A JP 13120990 A JP13120990 A JP 13120990A JP 13120990 A JP13120990 A JP 13120990A JP H0427138 A JPH0427138 A JP H0427138A
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- Japan
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- semiconductor device
- electrical resistance
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- metal wiring
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電界効果トランジスタなどの半導体装置の試
験方法に関し、特に半導体上に形成された微細な金属配
線の劣化を試験する方法に関するものである。
験方法に関し、特に半導体上に形成された微細な金属配
線の劣化を試験する方法に関するものである。
半導体装置には、ゲート電極、素子間配線などとして幅
が１μｍ以下の微細な金属配線が、高集積化、高性能化
のために必要となる。
が１μｍ以下の微細な金属配線が、高集積化、高性能化
のために必要となる。
しかし、半導体装置を使用し、このような金属配線に電
流を流すと、金属配線が細る・断線するなどのエレクト
ロマイグレーションとよばれる現象が生じる。この現象
に対して、半導体装置の信頼性を向上させるためには、
金属配線をどのような構造とし、どのように作成するか
という検討が不可欠となる。そのため、種々の金属配線
を半導体上に作成し、それらのエレクトロマイグレーシ
ョンを評価することが必要となる。
流を流すと、金属配線が細る・断線するなどのエレクト
ロマイグレーションとよばれる現象が生じる。この現象
に対して、半導体装置の信頼性を向上させるためには、
金属配線をどのような構造とし、どのように作成するか
という検討が不可欠となる。そのため、種々の金属配線
を半導体上に作成し、それらのエレクトロマイグレーシ
ョンを評価することが必要となる。
このような評価として、金属配線に所定電流を流し、そ
の寿命（すなわち、断線するまでの時間）を測定するこ
とが行われている。その寿命は、数千時間にわたる測定
が必要となる。また、統計的処理により評価するため、
多数個の測定を同一条件で行う必要がある。
の寿命（すなわち、断線するまでの時間）を測定するこ
とが行われている。その寿命は、数千時間にわたる測定
が必要となる。また、統計的処理により評価するため、
多数個の測定を同一条件で行う必要がある。
［発明が解決しようとする課題］
多数個の測定を長時間行う場合、同一の測定装置により
、多数個を所定の測定間隔で測定する。
、多数個を所定の測定間隔で測定する。
この測定間隔が短い場合、寿命の測定精度は向上するが
、多数個の測定はできない。一方、測定間隔を長くする
と、多数個の測定が同時に可能となるが、測定の精度が
低下するという問題点があった。
、多数個の測定はできない。一方、測定間隔を長くする
と、多数個の測定が同時に可能となるが、測定の精度が
低下するという問題点があった。
本発明の目的は、金属配線の寿命を高い精度で、かつ、
効率よく測定できる半導体装置の試験方法を提供するこ
とにある。
効率よく測定できる半導体装置の試験方法を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］
本発明による半導体装置の試験方法は、半導体上に形成
された金属導電膜の電気抵抗の変化を測定する半導体装
置の試験方法において、該電気抵抗の初期値を測定する
第１の工程；該初期値からの変化率が所定のしきい値変
化率を越えるまで、前記電気抵抗を所定の第１の測定周
期で繰り返し測定する第２の工程；上記第１の測定周期
よりも短い第２の測定周期で前記電気抵抗を繰り返し測
定する第３の工程：を順次行うものである。
された金属導電膜の電気抵抗の変化を測定する半導体装
置の試験方法において、該電気抵抗の初期値を測定する
第１の工程；該初期値からの変化率が所定のしきい値変
化率を越えるまで、前記電気抵抗を所定の第１の測定周
期で繰り返し測定する第２の工程；上記第１の測定周期
よりも短い第２の測定周期で前記電気抵抗を繰り返し測
定する第３の工程：を順次行うものである。
なお、前記金属導電膜に所定電流を流して前記電気抵抗
の変化を測定する上述の半導体装置の試験方法において
、前記所定のしきい値変化率を、前記第１の工程からの
経過時間に比例して増加させることが望ましい。
の変化を測定する上述の半導体装置の試験方法において
、前記所定のしきい値変化率を、前記第１の工程からの
経過時間に比例して増加させることが望ましい。
［作用］
金属層１ｉ膜からなる金属配線は、初期にはゆるやかに
細るが、細ることにより金属配線の抵抗が増大し、発熱
により温度が上昇するため、マイグレーションが加速さ
れる。この金属配線の抵抗の変化率と経過時間の関係を
第１図に示す。
細るが、細ることにより金属配線の抵抗が増大し、発熱
により温度が上昇するため、マイグレーションが加速さ
れる。この金属配線の抵抗の変化率と経過時間の関係を
第１図に示す。
初期段階での抵抗の変化率（Ｒ／Ｒｏ）は、経過時間し
に対して直線的に増大する。しかし、ある経過時間以後
は加速度的に増大し、比較的短い期間で断線する。
に対して直線的に増大する。しかし、ある経過時間以後
は加速度的に増大し、比較的短い期間で断線する。
本発明においては、経過時間に対して直線的に増加する
しきい値と抵抗の変化率（Ｒ／Ｒｏ）を比較することに
より、マイグレーションが加速される時点を検出し、そ
の前後において測定周期を変更することにより測定精度
を向上するものである。
しきい値と抵抗の変化率（Ｒ／Ｒｏ）を比較することに
より、マイグレーションが加速される時点を検出し、そ
の前後において測定周期を変更することにより測定精度
を向上するものである。
［実施例］
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
まず、本発明の一実施例に用いる、第２図に示した試験
装置のブロック図を説明する。
装置のブロック図を説明する。
試験される金属配線１は、ＧａＡｓ半導体上に作成され
たショットキー接合型電界効果トランジスタのゲート電
極であり、幅０．５μｍのＴｉ／Ｐ Ｌ ／ Ａ ｕか
らなる多層金属層（厚さは、それぞれ５００ｎｍ、２０
０ｎｍ、５００ｎｍである。）が約２００μｍの長さに
形成されている。なお、必要に応じて、高温度・高湿度
なとの所定の環境において試験される。
たショットキー接合型電界効果トランジスタのゲート電
極であり、幅０．５μｍのＴｉ／Ｐ Ｌ ／ Ａ ｕか
らなる多層金属層（厚さは、それぞれ５００ｎｍ、２０
０ｎｍ、５００ｎｍである。）が約２００μｍの長さに
形成されている。なお、必要に応じて、高温度・高湿度
なとの所定の環境において試験される。
この金属配線ｌの両端に定電流を印加するための定電流
装置２と、その両端に発生する電圧を測定するための電
圧計３が接続されている。定電流装置２および電圧計３
は、マイクロコンピュータにより構成される制御装置４
に接続される。制御装置４は金属配線１へ印加する電流
値データを出力し、発生する電圧データを入力し、そし
て、所定時間間隔で電圧を測定し、金属配線１の抵抗値
変化を記録し、表示することができる。
装置２と、その両端に発生する電圧を測定するための電
圧計３が接続されている。定電流装置２および電圧計３
は、マイクロコンピュータにより構成される制御装置４
に接続される。制御装置４は金属配線１へ印加する電流
値データを出力し、発生する電圧データを入力し、そし
て、所定時間間隔で電圧を測定し、金属配線１の抵抗値
変化を記録し、表示することができる。
次に、制御装置４により自動的に制御される、本発明の
一実施例による試験工程を説明する。
一実施例による試験工程を説明する。
まず、金属配線ｌに一定電流ｉ（ＩＯｍＡ）を印加し、
発生する電圧を電圧計３により測定する。
発生する電圧を電圧計３により測定する。
このときの、電圧と電流から演算される金属配線１の抵
抗値を初期値ＲＯとして記憶し、この時点を経過時間ｔ
の始点（経過時間１＝０ ［分］）とする。
抗値を初期値ＲＯとして記憶し、この時点を経過時間ｔ
の始点（経過時間１＝０ ［分］）とする。
金属配線１に一定電流を印加した状態で、一定時間間隔
（６０分）後に金属配線１に発生する電圧を測定し、抵
抗値Ｒとその初期値Ｒｏがらの変化率（Ｒ／Ｒｏ）を演
算する。この初期抵抗値からの変化率（Ｒ／Ｒｏ）と経
過時間ｔにともない直線的に増大する所定のしきい値変
化率（に・し）を比較し、変化率（Ｒ／Ｒｏ）がしきい
値変化率（に・ｔ）を越えるまで、すなわち、（Ｒ／Ｒ
ｏ）〉（に・ｔ）の条件を満たすまで、一定時間間隔ご
とに測定・演算・比較を繰り返す。なお、所定のしきい
値変化率（に・ｔ）は、試験開始前に同種の金属配線の
抵抗の変化率から定めておく。
（６０分）後に金属配線１に発生する電圧を測定し、抵
抗値Ｒとその初期値Ｒｏがらの変化率（Ｒ／Ｒｏ）を演
算する。この初期抵抗値からの変化率（Ｒ／Ｒｏ）と経
過時間ｔにともない直線的に増大する所定のしきい値変
化率（に・し）を比較し、変化率（Ｒ／Ｒｏ）がしきい
値変化率（に・ｔ）を越えるまで、すなわち、（Ｒ／Ｒ
ｏ）〉（に・ｔ）の条件を満たすまで、一定時間間隔ご
とに測定・演算・比較を繰り返す。なお、所定のしきい
値変化率（に・ｔ）は、試験開始前に同種の金属配線の
抵抗の変化率から定めておく。
次に、変化率（Ｒ／Ｒｏ）が上記の条件を満たした場合
、測定時間間隔を短＜Ｌ、（６０分を５分とし）、変化
率（Ｒ／Ｒｏ）の測定を上記と同様に繰り返す。金属配
線１が断線して抵抗値Ｒが無限大となった場合、または
、予め定められた終了予淀の変化率に達した場合、その
時点までの経過時間ｔを金属配線１の寿命として表示、
記録して試験を終了する。
、測定時間間隔を短＜Ｌ、（６０分を５分とし）、変化
率（Ｒ／Ｒｏ）の測定を上記と同様に繰り返す。金属配
線１が断線して抵抗値Ｒが無限大となった場合、または
、予め定められた終了予淀の変化率に達した場合、その
時点までの経過時間ｔを金属配線１の寿命として表示、
記録して試験を終了する。
以上の工程により、短くした測定時間間隔の精度により
金属配線の寿命を効率良く測定することができる。
金属配線の寿命を効率良く測定することができる。
特に 同一の制御装置４により数百側という多数個の半
導体装置に形成された金属配線を試験するような場合、
１回あたりの電圧測定の時間により測定個数が限定され
るような場合には特に有効となる。
導体装置に形成された金属配線を試験するような場合、
１回あたりの電圧測定の時間により測定個数が限定され
るような場合には特に有効となる。
以上説明したように、本発明による半導体装置の試験方
法は、半導体上に形成された金属導電膜の電気抵抗の変
化を測定する半導体装置の試験方法において、該電気抵
抗の初期値を測定する第１の工程；該初期値からの変化
率が所定のしきい値変化率を越えるまで、前記電気抵抗
を所定の第１の測定周期で繰り返し測定する第２の工程
；上記第１の測定周期よりも短い第２の測定周期で前記
電気抵抗を繰り返し測定する第３の工程；を順次行うも
のである。
法は、半導体上に形成された金属導電膜の電気抵抗の変
化を測定する半導体装置の試験方法において、該電気抵
抗の初期値を測定する第１の工程；該初期値からの変化
率が所定のしきい値変化率を越えるまで、前記電気抵抗
を所定の第１の測定周期で繰り返し測定する第２の工程
；上記第１の測定周期よりも短い第２の測定周期で前記
電気抵抗を繰り返し測定する第３の工程；を順次行うも
のである。
したがって３本発明により、限られた試験装置により、
金属配線の寿命を高い精度で、かつ、効率よく測定する
ことが可能となる。
金属配線の寿命を高い精度で、かつ、効率よく測定する
ことが可能となる。
第１図は、金属配線の抵抗の変化率と経過時間の関係を
示す図、 第２図は、実施例を説明するため試験装置のブロック図
である。 ここで、 １・・・金属配線 ２・・・定電流装置 ３・・・電圧計 ４・・・制御装置。
示す図、 第２図は、実施例を説明するため試験装置のブロック図
である。 ここで、 １・・・金属配線 ２・・・定電流装置 ３・・・電圧計 ４・・・制御装置。
Claims (2)
- （１）半導体上に形成された金属導電膜の電気抵抗の変
化を測定する半導体装置の試験方法において、該電気抵
抗の初期値を測定する第１の工程；該初期値からの変化
率が所定のしきい値変化率を越えるまで、前記電気抵抗
を所定の第１の測定周期で繰り返し測定する第２の工程
； 上記第１の測定周期よりも短い第２の測定周期で前記電
気抵抗を繰り返し測定する第３の工程；を順次行うこと
を特徴とした半導体装置の試験方法。 - （２）前記金属導電膜に所定電流を流して前記電気抵抗
の変化を測定する第１項記載の半導体装置の試験方法に
おいて、 前記所定のしきい値変化率を、前記第１の工程からの経
過時間に比例して増加させることを特徴とした半導体装
置の試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13120990A JPH0427138A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置の試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13120990A JPH0427138A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置の試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427138A true JPH0427138A (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15052592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13120990A Pending JPH0427138A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置の試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0427138A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0858995A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-05 | Murata Mach Ltd | 給紙カセット |
| JP2010038639A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Espec Corp | 半導体デバイスの信頼性評価方法、および半導体デバイスの信頼性評価装置 |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP13120990A patent/JPH0427138A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0858995A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-05 | Murata Mach Ltd | 給紙カセット |
| JP2010038639A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Espec Corp | 半導体デバイスの信頼性評価方法、および半導体デバイスの信頼性評価装置 |
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